Question

【題目】我國產銅主要取自黃銅礦(CuFeS2)，濕法煉銅工藝的核心是黃銅礦的浸出，目前主要有氧化浸出、配位浸出和生物浸出三種方法。

I．氧化浸出

（1）在硫酸介質中用雙氧水將黃銅礦氧化，測得有SO42-生成。

①該反應的離子方程式為________________________________.

②該反應在25—50℃下進行，實際生產中雙氧水的消耗量要遠遠高于理論值，試分析其原因為__________________________________________________

Ⅱ，配位浸出

反應原理為：CuFeS2＋NH3·H2O＋O2＋OH－→ Cu(NH3)42＋＋Fe2O3＋SO42－＋H2O(未配平)

（2）用化學用語解釋氨水溶液的酸堿性______________________________.

（3）生產中為了穩定溶液的pH，可以在浸出液加入___________________（物質名稱）Ⅲ.生物浸出

在反應釜中加入黃銅礦、硫酸鐵、硫酸和微生物，并鼓入空氣，黃銅礦逐漸溶解，反應釜中各物質的轉化關系如圖所示。

（4）在微生物的作用下，可以循環使用的物質有_________（填化學式），微生物參與的離子反應方程式為_______________________________（任寫一個）。

（5）假如黃銅礦中的鐵元素最終全部轉化為Fe3+，當有2 mol SO42-生成時，理論上消耗O2的物質的量為_______________________。

Answer 1

【答案】 2CuFeS2＋17H2O2＋2H＋＝2Cu2＋＋2Fe3＋＋4SO42-＋18H2O H2O2受熱分解（產物Cu2＋、Fe3＋催化H2O2分解等） ）NH3·H2O NH4+ + OH- 氯化銨（合理銨鹽均可） Fe2(SO4)3、H2SO4 4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O或S8＋12O2＋8H2O=8SO42-＋16H＋任寫一個 4.25 mol

【解析】本題主要考查氧化還原反應。

I．（1）①該反應的離子方程式為2CuFeS2＋17H2O2＋2H＋＝2Cu2＋＋2Fe3＋＋4SO42-＋18H2O。

②該反應在25—50℃下進行，雙氧水易分解，實際生產中雙氧水的消耗量要遠遠高于理論值，其原因為H2O2受熱分解（產物Cu2＋、Fe3＋催化H2O2分解等。

Ⅱ.（2）用化學用語解釋氨水溶液的酸堿性：NH3·H2ONH4++OH-。

（3）生產中為了穩定溶液的pH，可以在浸出液加入氯化銨（合理銨鹽均可），構成NH3、H2O-NH4Cl緩沖溶液。

Ⅲ.（4）在微生物的作用下，可以循環使用的物質有Fe2(SO4)3、H2SO4，微生物參與反應的離子方程式為4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O或S8＋12O2＋8H2O=8SO42-＋16H＋。

（5）CuFeS2中Cu呈+2價。Fe呈+2價，S呈-2價，假如黃銅礦中的鐵元素最終全部轉化為Fe3+，CuFeS2～Fe3+～2SO42-～17e-，當有2molSO42-生成時，理論上消耗O2的物質的量為17/4mol=4.25mol。